基于OBE理念“工程力学”课程教学设计

崔宇 王义 刘蕾

[摘 要] 在国家大力开展教育改革的背景下，基于OBE教学理念，以学生为中心，对“工程力学”课程的学习目标、教学方法、教学评价进行重新设计，将提高学生解决工程实践问题的能力作为目标，应用OBE理念闭环教学体系的教学方法为手段，采用OBA教学评价体系为评价标准，使学生在毕业时完成相应的毕业要求，达到培养目标要求具备的各项能力，适应工程需要和社会需求，让学生与企业无缝对接，实现学生、学校、企业共赢。

[关键词] OBE;工程力学;学习目标;闭环教学体系;OBA评价体系

[基金项目] 2017年度营口理工学院教学改革项目“基于OBE模式的《工程力学》课程教学的探索与实践”（JG201714）

[作者简介] 崔 宇（1981—），男，辽宁鞍山人，工学硕士，营口理工学院机械与动力工程学院力学教研室主任，副教授，主要从事工程力学、机电一体化研究;王 义（1987—），男，辽宁营口人，工学硕士，营口理工学院机械与动力工程学院教师，实验员，主要从事工程力学研究;刘 蕾（1981—），女，辽宁鞍山人，工学硕士，营口理工学院机械与动力工程学院讲师，主要从事工程力学研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）19-0153-04      [收稿日期] 2020-04-04

OBE是成果導向教育的简称，亦称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育，于1981年由Spady等人提出，现已成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念[1]。这种理念认为，OBE不再是以授课内容为目标，而是以学生为本的学习理念;它关注的是学生在学习结束后，具备了何种能力，能为社会的发展做什么;要围绕学习的最终结果，设计教育的一切行为。在OBE教育理念下，制订课程的学习目标成为关键因素。

“工程力学”是工科专业的基础课，其研究对象单一，均为杆系结构，其研究内容是最基本的受力、变形及破坏规律[2]。这门课是学生第一次开始接触实践教学的相关内容，也是后续各个专业开设专业课的基础，其重要程度可想而知。在OBE教学理念下，教学目标、教学方法、评价体系都要进行改变，因此，对“工程力学”课程的教学设计成为重中之重。

一、课程学习目标的设计

在OBE教学理念下，教学的学习目标不再是对课程学习内容的掌握，而是对学生学习能力的培养[3];要了解在毕业后，学生应该获得的学习能力有哪些，在制订学习目标时，进行颠覆性的改变，一方面要确定学生在学习完课程后需具备的能力，另一方面要确认该种能力能否与工程需要和社会需求所对应。因此，“工程力学”课程作为一门理论与实践相结合的课程，其学习目标制订首先要考虑毕业后的应用问题。这门课在工厂和企业中主要是以产品研发、图纸设计、工艺改造等为应用手段，所以要求学生在学习完课程后，要达到三种能力：正确建立复杂工程对象的力学模型的能力、对力学模型进行瞬时分析和过程分析的能力、根据力学模型存在问题提出解决方案的能力。根据这三种能力，我们建立了OBE理念下的“工程力学”课程学习目标。

（一）建立复杂工程对象的力学模型的能力

学生在毕业后走向工厂和企业，首先面对的不是已经分析完做好的力学模型，而是各式各样的机构、零件，这些现场实物如何转换为力学模型是解决一系列问题的第一步，而目前我们的教学是缺失的，因此在教学工程中，必须改变原来的教学模式，将工程需要和社会需求作为我们教学的目标，在教学的第一步就列举大量工程实例，指导学生运用正确方法，分析这些工程案例中的结构和受力特点，提炼和归纳案例构件的物理规律和力学受力方式，并将其逐一列举，在消除对主体分析影响小的因素后，基础力学模型就建立完成了。在这一过程中，学生学习了从实物模型到力学模型的建立方法，掌握力学建模能力，同时也在心理上也有了成就感，为下一步进行机构的强度、刚度、稳定性计算提供了心理支持。在整个能力提升过程中，都是由学生自己完成，体现OBE理念以学生为中心，高效率、高质量、深记忆的学习结果[4]。

（二）对力学模型进行瞬时分析和过程分析的能力

在对构件建立起力学模型后，按照传统教学方法将对构件的强度、刚度、稳定性进行计算，掌握其计算方法，此种计算均为力学结果计算，对构件受力的瞬时计算和力道加载过程分析缺失。因此，采用OBE理念，我们将教学目标定位在提高对力学模型的产生机理和受力过程的原因分析的能力上，在教学工程中，从构件的力学模型加载受力开始研究，到模型稳定，对发生变形的全过程进行瞬时分析和全过程分析，找到其演变数学模型的支撑元素，将构件的每一个实践变形与理论依据相对应，彻底剖析问题产生实质，掌握其力学计算的精髓，而不是公式计算的记忆。学生在这一过程中，分析能力大幅度提升，在以后遇到力学受力加载，可以轻易采用所学知识对现有问题进行研究，采用正确的解决方法。

（三）根据力学模型存在的问题，提出解决方案的能力

传统教学过程中对力学问题的解决方案是固定的，学习目标定义为：采用加宽材料厚度，改变结构形状，更换性能更好的材料等解决工程问题，这样就束缚了学生的创新能力，固守在原有的方案下，不利于专业发展。在OBE的理念下，将学习目标定位在具备提出解决方案的能力上。在当今以创新、创业为主要发展模式的背景下，面对同一问题，需要大学生充分利用想象力和创造力，尽量给出各式各样的解决方案，发挥他们的本身潜力，教师要对他们创新出来的新方法给予肯定并帮助他们进行检验。在这一过程中，学生学会了对待问题应采用什么方式来解决，同时拓宽了自己的视野，也增强了自信，丰富了自己的经验，在毕业后遇到各种工程问题都可以迎刃而解，同时，我们的企业也正需要这样的学生，到岗位工作就能发挥自己的专业能力，免去了培训和实践摸索的时间，可为企业提高工作效率，创造更大的效益。